Gian Luca Marcialis studio degli algoritmi programma linguaggi LINGUAGGIO C

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1 Università degli Studi di Cagliari Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica (Industriale), Chimica, Elettrica, e Meccanica FONDAMENTI DI INFORMATICA 1 A.A. 2010/2011 Docente: Gian Luca Marcialis LINGUAGGIO C Introduzione Sommario Linguaggio C: Introduzione Tipi di dati in C Strutture di controllo Funzioni e procedure Funzioni ricorsive (cenni) Gestione dei file I vettori La ricerca L ordinamento I puntatori (cenni) 2 Ricapitoliamo un po Ci siamo soffermati su come l informatica possa essere lo studio degli algoritmi Un algoritmo per essere eseguito necessita di un modello di calcolo la macchina di Von Neumann Un algoritmo scritto in un opportuno linguaggio prende il nome di programma Tuttavia abbiamo rilevato quanto complesso sia esprimersi in linguaggio macchina Nonché effettuare il controllo della stessa (v. Ciclo di esecuzione e Sist.Operativi) Dall altra parte il linguaggio naturale non è ideale per scrivere algoritmi rispettandone le proprietà Esistono dei linguaggi che permettono la scrittura di programmi in una forma accessibile sia a noi che alla macchina Il LINGUAGGIO C è uno di questi Programmi: da linguaggio di alto livello a caricamento in memoria Programma C Prog. in linguaggio macchina Compilatore Assemblatore Caricatore (Loader) Prog. in linguaggio assembler Memoria 3 4

2 Il nucleo del linguaggio C Come tutti i linguaggi, esso è dotato di: Sintassi Semantica La sintassi è l insieme di regole per la costruzione corretta di una frase, ovvero di una istruzione La semantica è il significato che si da alla frase Poiché il linguaggio C deve essere comprensibile al calcolatore, non ci possono essere ambiguità semantiche Una frase in C ha sempre lo stesso significato Elementi base del C Identificatori simbolici Pubblici Rappresentano aree di memoria assegnate a certi dati dal programmatore Es. un certo valore oppure a certi gruppi di istruzioni che realizzano un determinato compito (funzioni) Privati (non utilizzabili dal programmatore) Parole-chiave Istruzioni base del linguaggio Nomi di funzioni di libreria Gruppi di istruzioni che realizzano un compito accessibili tramite interfacce Es. istruzioni aritmetiche complesse, stampa a schermo Direttive Es. attivazione di un certo insieme di funzioni di libreria 5 6 Una macchina virtuale per il C Per l esecuzione di un programma C, assumeremo che la nostra macchina di Von Neumann (il nostro PC) sia così organizzata: Il mio primo programma C Si scriva in linguaggio C un programma che stampi su (es. video) il seguente messaggio: Ciao, mondo! Memoria centrale indirizzata attraverso identificativi simbolici 7 8

3 Il mio primo programma in C Il mio primo programma in C Questo è un commento: non contiene istruzioni dell algoritmo ma in genere serve per spiegare cosa fa una certa parte di programma (codice) Un commento viene inserito fra i simboli: /* inizio commento */ fine commento 9 10 Il mio primo programma in C E una direttiva: serve in questo caso ad attivare un insieme di funzioni già pronte per comunicare con i periferici di nome stdio.h Una direttiva è un identificatore simbolico preceduto dal carattere # Fondamenti di Informatica - A.A. 2010/11 - Prof. Gian Luca Marcialis 11 Il mio primo programma in C E l intestazione del programma. Il termine privato main indica appunto che la sequenza di istruzioni compresa entro le parentesi graffe è l algoritmo L identificatore int significa che al termine del programma è attesa un istruzione che segnali la terminazione attraverso un valore numerico (come halt )

4 Il mio primo programma in C E un istruzione composta da una funzione presente nella libreria stdio.h. L identificatore printf è il nome della funzione (codice operativo), e prevede che si stampi su SO la sequenza di caratteri fra virgolette. Il mio primo programma in C E un istruzione base (key-word) del linguaggio e corrisponde all istruzione halt. Significa che l algoritmo ha termine restituendo al processore un valore intero atteso (in questo caso, 0) Esecuzione del programma Riassumendo Scriviamo su un editor (es. blocco note) il programma visto e diamogli come nome ciao.c Compiliamolo Es. usando Linux od Cygwin su ambiente Windows: gcc ciao.c o ciao Avremo nella stessa dir un eseguibile ciao oppure ciao.exe (su Win) Scrivendo a questo punto ciao e premendo il tasto invio, avremo su schermo la seguente stampa: Ciao, mondo! Un programma C può essere caratterizzato da una o più righe di commento Seguono opportune direttive per l attivazione di funzioni di libreria che possono essere utili per la scrittura del programma L algoritmo, scritto in linguaggio C, viene inserito tra due parentesi graffe precedute dall intestazione di funzione principale ( main ) L algoritmo termina con un istruzione di ritorno (return) 15 16

5 L istruzione di assegnamento Sia dato il seguente problema: Scrivere un programma in C che riceva da tastiera due valori interi e stampi su video la loro somma Soluzione /*Programma per la stampa a video della somma di due numeri*/ int a, b, somma; printf( Inserire due valori da sommare\n ); scanf( %d%d,&a,&b); somma = a + b; printf( %d + %d = %d\n,a,b,somma); La soluzione presentata Variabili in C Il programma presenta in generale le stesse caratteristiche del precedente Cambia ovviamente la sequenza di istruzioni all interno delle graffe In particolare, viene chiamata la funzione scanf che serve a leggere da (la tastiera) dei valori Tali valori sono identificati dalla coppia simboli %d che identificano ciascuno un valore intero I valori letti da tastiera vengono assegnati alle variabili a, b Infine la somma di a con b viene assegnata ad un altra variabile somma che viene stampata a video tramite la funzione printf Cos è una variabile? E un contenitore di valori (numeri o caratteri) Ovvero, una locazione di memoria assegnata ed indirizzata mediante il suo identificatore simbolico L indirizzo di memoria specifico si ottiene anteponendo l operatore & al nome della variabile Es. &a == indirizzo di a (mentre a indica il suo generico contenuto) Una variabile necessita di essere dichiarata perché essa trovi posto in memoria centrale, ovvero sia allocata int a, b, somma; Ad essa può quindi essere assegnato un valore con apposita istruzione somma = a + b; 19 20

6 Assegnamento ed operazioni aritmetiche e booleane elementari Esercizio L istruzione di assegnamento prevede la seguente sintassi: Variabile Destinazione = F(V1, V2,, VN); Le variabili V1,, VN sono elaborate attraverso operatori: Somma, sottrazione, prodotto, divisione: +, -, *, / Uguaglianza e disuguaglianza: ==,!= Se i valori interi (int) vengono espressi come valori booleani (0, 1): AND, OR, NOT: &&,,! Esempi: area_quadrato = lato*lato; segue_informatica = (biomedico elettrico)&&matricola; Siano date due variabili a, b, di tipo intero Si supponga a=15, b=-20 Dire il valore della seguente variabile c in funzione delle espressioni date: c = a-b; c = a!=b; c =!a c = (a==b) ((a+b)==-5) L istruzione di assegnamento L istruzione di assegnamento Lo stato della macchina virtuale C prima della dichiarazione di a, b, somma Lo stato della macchina virtuale C dopo la dichiarazione di a, b, somma Tutte le locazioni &a &b &somma Locazioni 23 24

7 L istruzione di assegnamento L istruzione di assegnamento Lo stato della macchina virtuale C dopo la lettura di due valori numerici dalla tastiera Lo stato della macchina virtuale C dopo l assegnamento della variabile somma &a &b &somma Locazioni 40 &a &b &somma Locazioni L istruzione di assegnamento Struttura generale di un programma C Lo stato della macchina virtuale C dopo la stampa di somma a video 40 &a &b &somma Locazioni somma Commenti Direttive (anche dichiarazione di costanti) PARTE DI DICHIARAZIONE DELLE VARIABILI; ALGORITMO VERO E PROPRIO; 27

8 Esercizi Scrivere un programma C che riceva da tastiera un valore (intero) del lato di un quadrato e ne stampi a video l area ed il perimetro Scrivere un programma C che riceva da tastiera tre valori booleani (0, 1) indicanti appunto i valori di verità di iscritto_in_biomedica, iscritto_in_ambientale, primo_anno, e stampi a video il valore di verità segue_informatica Per saperne di più Ceri, Mandriola, Sbattella, Informatica arte e mestiere, Capp.3-4, McGraw-Hill Kernighan, Ritchie, Il linguaggio C, Cap. 1, Pearson- Prentice Hall 29 30